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中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2017）1-0019-3
人教版高中物理選修3-1第二章第七節(jié)《閉合電路的歐姆定律》是電學知識的核心內(nèi)容，其中包含了許多科學思想方法，是學生學習和體會科學思想方法的好素材。作為一節(jié)典型的規(guī)律探究課，本節(jié)內(nèi)容較抽象，學生在學習時，對電源內(nèi)電路認識模糊，難以理解電源有內(nèi)阻；對內(nèi)外電路的電壓與電源電動勢的關系及路端電壓與負載關系感到疑惑，對其中蘊含的科學方法未能深刻領會?！叭绾斡行黄七@些教學難點？”“如何設計好閉合電路歐姆定律的探究過程，有效實施三維目標教學？”一直是廣大物理教師研究的重要課題，本文試圖通過對本節(jié)課的教材、教法的分析，探究形成學生認知困難的主要原因以及在本節(jié)課中如何有效實施探究教學，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。
1 教材、教法分析
人教版教材是把《閉合電路的歐姆定簟釩才旁詰繚礎⒌綞勢、歐姆定律、串并聯(lián)電路、焦耳定律和導體的電阻之后來學習的。很顯然，這種安排的意圖是在承接“從做功角度認識電動勢”的基礎上，引導學生從功能關系角度來建立閉合電路的歐姆定律，體現(xiàn)了循序漸進的教學原則。順應這種構(gòu)想，教材對本節(jié)內(nèi)容以如下方式呈現(xiàn)：先直接給出閉合電路的概念，然后從功能關系出發(fā)， 根據(jù)能量守恒，理論推導出閉合電路的歐姆定律和U+U=E，再根據(jù)閉合電路的歐姆定律，理論分析路端電壓與負載的關系。這種呈現(xiàn)方式的好處是：既充分體現(xiàn)了功和能的概念在物理學中的重要性，又有利于學生從理論角度理解閉合電路的歐姆定律。從教材體系來看這種呈現(xiàn)方式具有一定的合理性和科學性。
筆者曾多次參與“閉合電路的歐姆定律”的觀摩教學，領略了執(zhí)教老師們的各種處理方法，比較有代表性的是以下兩種教法：
第一種教法是沿用原教材的思路，采用比較傳統(tǒng)的方式，注重理論探究，先從理論上推導得出閉合電路歐姆定律的數(shù)學表達式，再應用定律討論了路端電壓隨外電路電阻的變化規(guī)律，最后引導學生運用規(guī)律解題，把立足點放在訓練學生的解題能力上。
第二種教法注重突出實驗的地位，發(fā)揮實驗在探究教學中的作用。利用實驗創(chuàng)設懸念，引入課題，設計探究實驗，讓學生在實驗中總結(jié)歸納出內(nèi)外電壓之間的關系，再利用教材中的圖2.7-3實驗探究路端電壓與負載的關系。
根據(jù)課后反饋發(fā)現(xiàn)，沿用原教材思路設計的教學，效果并沒有達到設計者想象的結(jié)果，究其原因，主要有以下幾個方面：
1.教材中的閉合電路的歐姆定律是從理論角度得出的，注重于數(shù)學推理，比較抽象，缺乏令人信服的探究實驗，學生無直接經(jīng)驗感知和相應的認知過程，難以形成深刻的理解。
2.教材對閉合電路，特別是內(nèi)電路的建構(gòu)過于直接，無感知過程，學生對教材中為了突出閉合電路而提供的閉合電路中電勢高低變化的模型圖難以理解，加之學生對部分電路的歐姆定律印象深刻，對電源內(nèi)部的電路無直觀印象，對電源也有內(nèi)阻心存疑慮，難以突破初中形成的“路端電壓不隨外電路變化”的思維定勢。
3.教材是利用純電阻電路中的能量守恒關系推導得到IR+Ir=E和U+U=E，這種處理方式，會讓學生對U+U=E的普適性產(chǎn)生懷疑：非純電阻電路還適用嗎？
4.作為一節(jié)規(guī)律探究課，本節(jié)課包含了許多科學思想方法，教材過于注重理論推導，忽視了實驗探究，淡化了猜想、類比、比較、分析等多種科學思想方法教育，這對培養(yǎng)學生的探究能力和體驗研究物理問題的方法是不利的，也不利于提高課堂教學的有效性。
第二種“通過設計多個實驗來進行實驗探究”的處理方法，調(diào)動學生學習的主動性和積極性，學生能獲得更直觀的認識，有效地突破一些教學難點，但由于本節(jié)知識點多，思維量大，設計過多的實驗（特別是設計繁雜的分組實驗）勢必會分散學生的注意力，干擾學生的正常思考，擠壓學生思考和實踐應用的時間，影響了學生主體作用的發(fā)揮，效果同樣不盡如人意。
2 教學建議
2.1 尊重學生的認知規(guī)律，科學設計探究過程
從物理學史來看，歐姆定律是基于實驗而發(fā)現(xiàn)的，并非演繹推理的結(jié)果，教材通過功能關系分析來建立閉合電路的歐姆定律。這種處理方法帶來的負面影響是學生缺乏感性認識，沒有參與知識發(fā)現(xiàn)過程中的情感體驗，難以形成深刻的理解，課堂上學生學習的積極性也不高。規(guī)避這種負面影響的方法就是在教學設計時，應當尊重學生的心理特點和認知規(guī)律，科學地設計探究過程，讓學生在親身探究中理解定律，體驗方法?；谶@種指導思想，筆者在教學設計時，先用兩節(jié)新電池和內(nèi)阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電，產(chǎn)生了與學生日常生活經(jīng)驗相矛盾的現(xiàn)象來設置“懸念”――引入新課。然后，引導學生針對“引入實驗”中的現(xiàn)象展開探究，讓學生在實驗探究中分析、思考、歸納，得出電源內(nèi)電壓和外電壓之間的關系。接著再引導學生利用功能關系，從理論角度來推導、探究，讓實驗得出結(jié)論在理論上獲得支撐。最后，引а生利用所學規(guī)律解決引入實驗和實際生活中的問題。這種在引入實驗為基礎的“實驗和理論推導相互結(jié)合的探究過程”的設計，既避免了設計過多的實驗，又讓學生親身體驗了探究的過程，加深了對知識的理解，深刻領會到物理學科的嚴謹性和流暢性，感受到物理的探究之美和應用之美。同時，又能激發(fā)學生的學習熱情，使物理課堂教學產(chǎn)生無窮的樂趣，進而實現(xiàn)高效的物理課堂教學。
2.2 合理創(chuàng)設問題情境，引導學生質(zhì)疑探究
作為一節(jié)規(guī)律探究課，本節(jié)課的重點是如何落實探究教學，讓學生在探究中理解閉合電路的歐姆定律，感知科學探究的過程和方法。在探究教學中，問題是探究的起點，沒有問題就不可能有探究，正是在問題的驅(qū)動下，學生才能積極思考，從而產(chǎn)生探究欲望。這就需要教師在深入挖掘規(guī)律形成過程的基礎上，精心創(chuàng)設問題情境，以問誘思，引導學生融入到探究學習的情境中去。例如：在構(gòu)建“閉合電路”概念時，用兩節(jié)新電池和內(nèi)阻較大的9 V電池組分別給燈泡供電后，可設置如下問題情境：“為什么燈泡接到電動勢為9 V的電池時，亮度反而暗了？難道電池壞了？”“為什么電池與燈泡接通時兩端的電壓變?。繙p小的電壓哪兒去了？”“電池有內(nèi)阻？可能嗎？”“我們來看看電池（觸摸電池），電池變熱了，什么原因?qū)е鹿ぷ鞯碾姵貢儫?？”學生在問題的引領下觀察、實驗、體驗，由此認識到“電源內(nèi)部也有電阻和電流”“電源內(nèi)部電流的通路，稱為內(nèi)電路”。這種以問題啟發(fā)學生思考，以實驗引導學生體驗來構(gòu)建閉合電路的方法，既彌補了教材對內(nèi)電路建構(gòu)的非直觀性，也讓學生經(jīng)歷了在質(zhì)疑中分析、探究的過程，學生對閉合電路的認識潛移默化、水到渠成，遠比直接灌輸效果好。
在引導學生從能量角度驗證實驗探究結(jié)果時，設置如下問題情境：“剛才我們通過實驗探究了閉合電路中的電流規(guī)律，這個結(jié)論可靠嗎？”“如果我們能從理論上找到依據(jù)，是不是更可靠？如何從理論上來分析呢？”“從能量角度行嗎？”“內(nèi)、外電路在時間 t 內(nèi)消耗多少電能？ ”“這些能量從何而來？”學生在上述問題的引導下，發(fā)現(xiàn)也可以從能量角度來推導得出與實驗相同的結(jié)果。
在引導學生探究路端電壓與負載的關系時，設置以下問題情境：“實驗表明，燈泡變暗是由于路端電壓變小的緣故，你們能說說路端電壓與什么有關嗎？”“它們之間具體的關系是什么？”“如何設計實驗來研究呢？”“從實驗數(shù)據(jù)中能得出什么結(jié)論？”“能從理論上分析為什么會發(fā)生這樣的變化嗎？”“如果外電阻斷開，路端電壓為多少？外電阻短路，路端電壓又為多少？”“誰能說說路端電壓隨外電阻變化的根本原因是什么？”在這一個個問題的引領下，學生從實驗探究到理論分析兩個方面找到了路端電壓與外電阻的關系，不僅體驗了科學探究過程，提高了理論分析和實驗探究的能力，也養(yǎng)成了樂于探索、勤于動手的好習慣。
2.3 注重滲透科學方法教育，加深對規(guī)律本質(zhì)的認識
作為一根主線，科學探究法貫穿在整個課堂教學過程中，教學中要注意尊重學生的心理特點和認知規(guī)律，強化科學探究法的顯性教育：以引入實驗為線索，引導學生經(jīng)歷“觀察實驗、提出問題、猜想假設、設計實驗、分析論證”等過程，領會科學探究的方法。
“閉合回路中的電勢變化”抽象而難以理解，突破這一難點的最重要的方法就是“比法”。教材試圖以圖1的模型來形象地說明這個問題，但這種模型對學生來說還是比較抽象，難以理解。筆者用如圖2所示的“電梯加滑梯”模型和閉合電路加以類比，來說明閉合電路中的電勢高低變化情況。這樣的方法，既簡單又源于學生的生活經(jīng)驗，學生容易接受，教學中應注意引導學生體會類比法的作用。
“演繹推理法”在“閉合電路歐姆定律的推導”和“路端電壓與負載的關系推導”中兩次用到，教學中要注意借助問題情境，把規(guī)律的探究以一個個問題的形式呈現(xiàn)出來，讓學生在問題的引領下經(jīng)歷演繹、推理過程，構(gòu)建對“閉合電路的歐姆定律”和“路端電壓與負載關系”的正確理解，體驗演繹推理過程中獲得成功的愉悅。
另外，本節(jié)課中，要特別注意引導學生在了解路端電壓與負載電阻的關系的基礎上，通過極限法分析和理解電路斷路時的路端電壓和短路電流的現(xiàn)實意義，體會極限法在物理學習中的作用和意義，有效地訓練學生突破思維定勢，培養(yǎng)創(chuàng)造性的思維能力。
2.4 注重理論聯(lián)系實際，物理與生活的聯(lián)系
研究和學習物理最重要的方法就是理論聯(lián)系實際，將理論和實際、物理與生活聯(lián)系起來，可以幫助學生更透徹地理解所學的物理知識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和邏輯思維能力。歐姆定律與生產(chǎn)、生活聯(lián)系密切，教學設計時，應注意還原知識的產(chǎn)生背景，注重將知識應用于實際生活。例如：新課引入可以從生活現(xiàn)象來提出問題，引發(fā)學生思考探究；在得出路端電壓與外電阻R的關系后，引導學生通過將R推向兩個極端情況的分析，來理解實際中“為什么電源開路時路端電壓就等于電源的電動勢”及“為什么電源不能用導線直接相連”；在學完了本節(jié)知識后，可引導學生用本節(jié)課所學知識分析解決新課引入及生產(chǎn)、生活中的實際問題。讓學生充分地感知從生活走進物理、從物理回到生活的過程，培養(yǎng)學生利用物理知識分析解決實際問題的能力，建構(gòu)對知識（尤其是難點知識）的正確理解，從而真切地感受所學物理知識的實用性，充分理解物理學科對時展的深遠意義。
絕大部分老師在進行蘇科版歐姆定律實驗教學時常常有這樣的一個困惑，定值電阻標有10歐姆，在進行實驗時定值電阻的阻值卻不準確，給歐姆定律實驗帶來了一些不必要的麻煩。我認為定值電阻不準確的原因是：定值電阻出廠時是很精確的，但是由于學校購置后存放在實驗室的條件不好，另一方面定值電阻存放時間過長，現(xiàn)在實驗室中的定值電阻還是八十年代的產(chǎn)品。所以有些定值電阻的接線柱上面已氧化，電阻線也發(fā)生了化學變化，常見的10歐姆的電阻只有8歐姆左右。學校的實驗經(jīng)費有限，不可能每年都購買新的定值電阻。另外在研究電流與電阻的關系時，要多次改變定值電阻的阻值，多次改變所連的電路，浪費了許多實驗時間。為此我嘗試用電阻箱來代替定值電阻進行實驗，效果顯著。一方面電阻箱電阻線在箱內(nèi)，不易氧化。另一方面電阻箱內(nèi)電阻的精確度高，一般實驗室用的J2362-1電阻箱的誤差為0.1歐姆，大大高于定值電阻的精確度。另外在進行研究電流與電阻的關系時，要多次改變定值電阻的阻值，利用電阻箱進行實驗就不必重復拆線連線，節(jié)省了許多實驗時間，大大提高了課堂效率，讓學生在課堂上有更多的時間來提高自己的知識技能。
二、電源由干電池組改為學生電源
這個探究歐姆定律的實驗在書本上用干電池組進行學生實驗，但是使用時由于干電池使用時間較長，干電池內(nèi)部會發(fā)生化學變化，干電池的電阻會發(fā)生變化，對實驗的操作會產(chǎn)生影響。即使用了三節(jié)干電池，定值電阻兩端的電壓不一定達到3伏。另外從環(huán)保的角度分析，一學期電學內(nèi)容的學習，學生至少要進行三次電學學生實驗。如果大量使用干電池作為電源進行實驗，一個中等規(guī)模的初級中學會產(chǎn)生一千多個廢舊電池，一方面大量浪費了學校有限的辦公經(jīng)費，另一方面學校對廢舊電池處理不當，對周圍環(huán)境會產(chǎn)生嚴重影響。綜合上述考慮，我認為用學生電源來替代干電池，學生電源干凈污染少，還可以避免干電池內(nèi)阻對實驗的影響。當然學生電源并不是沒有缺點，學生電源如果使用不當對人身安全有危險。我認為今后物理老師進行電學物理實驗時，盡可能使用學生電源，只要安全措施恰當，學生電源是進行歐姆定律和其他電學實驗最好的電源選擇。
三、導線由接線端帶叉口的導線改為兩端是鱷魚夾的導線
學生在進行歐姆定律實驗時連七根線，學生在連接電路時，經(jīng)常不能捏緊螺母，造成接觸不良，實驗效果較差，為了提高學生做歐姆定律實驗的效率，我校在進行歐姆定律實驗時，用鱷魚夾來代替帶叉口的導線?？晒?jié)省連接導線的時間，我做過調(diào)查，學生用鱷魚夾代替帶叉口的導線連接電路后，連接歐姆定律實驗電路圖的時間大大的提高了。另一方面連接電路的成功率由原來的50％提高到80％左右，減少了一些不必要的檢修時間。節(jié)省了實驗操作時間，增加了學生進行探究的時間。另外為了提高實驗的精確度鱷魚夾最好用銅制，導線改用較粗的銅導線，在導線與鱷魚夾連接處應用錫焊或銀焊，這樣導線與鱷魚夾不易脫落。焊接處應加一根橡膠管加以保護，這樣同學們在使用時不易折斷，盡可能提高實驗的成功率和精確度。有些老師認為實驗存在誤差可以證明實驗的真實性，其實這種觀點是不科學的，在以前實驗環(huán)境較差、實驗器材精確度不高，在這種情況下誤差較大也是正常的。但是現(xiàn)在無錫地區(qū)經(jīng)濟基礎較好，各校都在進行現(xiàn)代化實驗改造或已經(jīng)完成現(xiàn)代化實驗改造。如果此時實驗誤差較大，這與物理老師的嚴謹，對科學的一絲不茍的精神是不相符的。
關鍵詞：是對物理規(guī)律的一種表達形式。通過大量的觀察、實驗歸納而成的結(jié)論。反映物理現(xiàn)象在一定條件下發(fā)生變化過程的必然關系。物理定律的教學應注意：首先要明確、掌握有關物理概念，再通過實驗歸納出結(jié)論，或在實驗的基礎上進行邏輯推理（如牛頓第一定律）。有些物理量的定義式與定律的表式相同，就必須加以區(qū)別（如電阻的定義式與歐姆定律的表式可具有同一形式R＝U/I），且要弄清相關的物理定律之間的關系，還要明確定律的適用條件和范圍。
（1）牛頓第一定律采用邊講、邊討論、邊實驗的教法，回顧“運動和力”的歷史。消除學生對力的作用效果的錯誤認識；培養(yǎng)學生科學研究的一種方法——理想實驗加外推法。教學時應明確：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài)，不能簡單地按字面意義用實驗直接加以驗證。但大量客觀事實證實了它的正確性。第一定律確定了力的涵義，引入了慣性的概念，是研究整個力學的出發(fā)點，不能把它當作第二定律的特例；慣性質(zhì)量不是狀態(tài)量，也不是過程量，更不是一種力。慣性是物體的屬性，不因物體的運動狀態(tài)和運動過程而改變。在應用牛頓第一定律解決實際問題時，應使學生理解和使用常用的措詞：“物體因慣性要保持原來的運動狀態(tài)，所以……”。教師還應該明確，牛頓第一定律相對于慣性系才成立。地球不是精確的慣性系，但當我們在一段較短的時間內(nèi)研究力學問題時，常?？梢园训厍蚩闯山瞥潭认喈敽玫膽T性系。
（2）牛頓第二定律在第一定律的基礎上，從物體在外力作用下，它的加速度跟外力與本身的質(zhì)量存在什么關系引入課題。然后用控制變量的實驗方法歸納出物體在單個力作用下的牛頓第二定律。再用推理分析法把結(jié)論推廣為一般的表達：物體的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教學時還應請注意：公式F＝Kma中，比例系數(shù)K不是在任何情況下都等于1；a隨F改變存在著瞬時關系；牛頓第二定律與第一定律、第三定律的關系，以及與運動學、動量、功和能等知識的聯(lián)系。教師應明確牛頓定律的適用范圍。
（3）萬有引力定律教學時應注意：①要充分利用牛頓總結(jié)萬有引力定律的過程，卡文迪許測定萬有引力恒量的實驗，海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)等物理學史料，對學生進行科學方法的教育。②要強調(diào)萬有引力跟質(zhì)點間的距離的平方成反比（平方反比定律），減少學生在解題中漏平方的錯誤。③明確是萬有引力基本的、簡單的表式，只適用于計算質(zhì)點的萬有引力。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也發(fā)現(xiàn)了它的局限性。
（4）機械能守恒定律這個定律一般不用實驗總結(jié)出來，因為實驗誤差太大。實驗可作為驗證。一般是根據(jù)功能原理，在外力和非保守內(nèi)力都不作功或所作的總功為零的條件下推導出來。高中教材是用實例總結(jié)出來再加以推廣。若不同形式的機械能之間不發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，就沒有守恒問題。機械能守恒定律表式中各項都是狀態(tài)量，用它來解決問題時，就可以不涉及狀態(tài)變化的復雜過程（過程量被消去），使問題大大地簡化。要特別注意定律的適用條件（只有系統(tǒng)內(nèi)部的重力和彈力做功）。這個定律不適用的問題，可以利用動能定理或功能原理解決。
《歐姆定律》一課，學生在初中階段已經(jīng)學過，高中必修本（下冊）安排這節(jié)課的目的，主要是讓學生通過課堂演示實驗再次增加感性認識；體會物理學的基本研究方法（即通過實驗來探索物理規(guī)律）；學習分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論的兩種常用方法――列表對比法和圖象法；再次領會定義物理量的一種常用方法――比值法。這就決定了本節(jié)課的教學目的和教學要求。這節(jié)課不全是為了讓學生知道實驗結(jié)論及定律的內(nèi)容，重點在于要讓學生知道結(jié)論是如何得出的；在得出結(jié)論時用了什么樣的科學方法和手段；在實驗過程中是如何控制實驗條件和物理變量的，從而讓學生沿著科學家發(fā)現(xiàn)物理定律的歷史足跡體會科學家的思維方法。
本節(jié)課在全章中的作用和地位也是重要的，它一方面起到復習初中知識的作用，另一方面為學習閉合電路歐姆定律奠定基礎。本節(jié)課分析實驗數(shù)據(jù)的兩種基本方法，也將在后續(xù)課程中多次應用。因此也可以說，本節(jié)課是后續(xù)課程的知識準備階段。
通過本節(jié)課的學習，要讓學生記住歐姆定律的內(nèi)容及適用范圍；理解電阻的概念及定義方法；學會分析實驗數(shù)據(jù)的兩種基本方法；掌握歐姆定律并靈活運用．
本節(jié)課的重點是成功進行演示實驗和對實驗數(shù)據(jù)進行分析。這是本節(jié)課的核心，是本節(jié)課成敗的關鍵，是實現(xiàn)教學目標的基礎。
本節(jié)課的難點是電阻的定義及其物理意義。盡管用比值法定義物理量在高一物理和高二電場一章中已經(jīng)接觸過，但學生由于缺乏較多的感性認識，對此還是比較生疏。從數(shù)學上的恒定比值到理解其物理意義并進而認識其代表一個新的物理量，還是存在著不小的思維臺階和思維難度。對于電阻的定義式和歐姆定律表達式，從數(shù)學角度看只不過略有變形，但它們卻具有完全不同的物理意義。有些學生常將兩種表達式相混，對公式中哪個是常量哪個是變量分辨不清，要注意提醒和糾正。
二、關于教法和學法
根據(jù)本節(jié)課有演示實驗的特點，本節(jié)課采用以演示實驗為主的啟發(fā)式綜合教學法。教師邊演示、邊提問，讓學生邊觀察、邊思考，最大限度地調(diào)動學生積極參與教學活動。在教材難點處適當放慢節(jié)奏，給學生充分的時間進行思考和討論，教師可給予恰當?shù)乃季S點撥，必要時可進行大面積課堂提問，讓學生充分發(fā)表意見。這樣既有利于化解難點，也有利于充分發(fā)揮學生的主體作用，使課堂氣氛更加活躍。
通過本節(jié)課的學習，要使學生領會物理學的研究方法，領會怎樣提出研究課題，怎樣進行實驗設計，怎樣合理選用實驗器材，怎樣進行實際操作，怎樣對實驗數(shù)據(jù)進行分析及通過分析得出實驗結(jié)論和總結(jié)出物理規(guī)律。同時要讓學生知道，物理規(guī)律必須經(jīng)過實驗的檢驗，不能任意外推，從而養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和良好的思維習慣。
三、對教學過程的構(gòu)想
為了達成上述教學目標，充分發(fā)揮學生的主體作用，最大限度地激發(fā)學生學習的主動性和自覺性，對一些主要教學環(huán)節(jié)，有以下構(gòu)想：1．在引入新課提出課題后，啟發(fā)學生思考：物理學的基本研究方法是什么（不一定讓學生回答）？這樣既對學生進行了方法論教育，也為過渡到演示實驗起承上啟下作用。2．對演示實驗所需器材及電路的設計可先啟發(fā)學生思考回答。這樣使他們既鞏固了實驗知識，也調(diào)動他們盡早投入積極參與。3．在進行演示實驗時可請兩位同學上臺協(xié)助，同時讓其余同學注意觀察，也可調(diào)動全體學生都來參與，積極進行觀察和思考。4．在用列表對比法對實驗數(shù)據(jù)進行分析后，提出下面的問題讓學生思考回答：為了更直觀地顯示物理規(guī)律，還可以用什么方法對實驗數(shù)據(jù)進行分析？目的是更加突出方法教育，使學生對分析實驗數(shù)據(jù)的兩種最常用的基本方法有更清醒更深刻的認識。到此應該達到本節(jié)課的第一次，通過提問和畫圖象使學生的學習情緒轉(zhuǎn)向高漲。5．在得出電阻概念時，要引導學生從分析實驗數(shù)據(jù)入手來理解電壓與電流比值的物理意義。此時不要急于告訴學生結(jié)論，而應給予充分的時間，啟發(fā)學生積極思考，并給予適當?shù)乃季S點撥。此處節(jié)奏應放慢，可提請學生回答或展開討論，讓學生的主體作用得到充分發(fā)揮，使課堂氣氛掀起第二次，也使學生對電阻的概念是如何建立的有深刻的印象。6．在得出實驗結(jié)論的基礎上，進一步總結(jié)出歐姆定律，這實際上是認識上的又一次升華。要注意闡述實驗結(jié)論的普遍性，在此基礎上可讓學生先行總結(jié)，以鍛煉學生的語言表達能力。教師重申時語氣要加重，不能輕描淡寫。隨即強調(diào)歐姆定律是實驗定律，必有一定的適用范圍，不能任意外推。7．為檢驗教學目標是否達成，可自編若干概念題、辨析題進行反饋練習，達到鞏固之目的。然后結(jié)合課本練習題，熟悉歐姆定律的應用，但占時不宜過長，以免沖淡前面主題。
四、授課過程中幾點注意事項
1．注意在實驗演示前對儀表的量程、分度和讀數(shù)規(guī)則進行介紹。
2．注意正確規(guī)范地進行演示操作，數(shù)據(jù)不能虛假拼湊。
3．注意演示實驗的可視度．可預先制作電路板，演示時注意位置要加高．有條件的地方可利用投影儀將電表表盤投影在墻上，使全體學生都能清晰地看見。
歐姆定律（初中學習的是部分電路歐姆定律）作為一個重要的物理規(guī)律，反映了電流、電壓、電阻這三個重要的電學量之間的關系，是電學中最基本的定律，是分析解決電路問題的金鑰匙。
歐姆定律這節(jié)課的特點是，十分重視科學方法教育，重視科學研究的過程。讓學生在認知過程中體驗方法、學習方法，了解得出歐姆定律的過程。了解運用“控制變量法”研究多個變量關系的實驗方法，同時也為進一步學習電學知識打下了基礎。
教材安排是通過實驗探究來研究電流與電壓電阻關系，從而得出歐姆定律。這樣安排比較好，但實際學生動手參與率不高，學生的科學探究有效性不高，有點照本宣科，對歐姆定律不能真正實現(xiàn)探究的思想。究其原因有三點：
1.本實驗是用歐姆定律來研究歐姆定律由于學生還沒學習歐姆定律很難理解為什么調(diào)節(jié)滑片的位置就能改變或保持這段電路兩端的電壓。
2.學生很難正確區(qū)分一段電路和整個電路兩個概念及它們之間的關系，在本實驗中研究AB這段電路中的電流與電壓和電阻的關系時不容易將這段從整個電路中分離出來，更不會分析探究它們之間的關系。
3.在一個電路圖中卻要分次研究兩個實驗規(guī)律先研究電流與電壓的關系，后又更換電阻，研究電流與電阻的關系，學生很難理解，更別說自己設計這個電路來探究其中規(guī)律了。
以上是學生探究實驗和分析實驗電路的障礙，如何來解決呢？
在教學中筆者對實驗教學做了適當?shù)母淖?。讓學生自己分兩步實驗來設計電路探究規(guī)律：先激疑，后激智，引出正確的電路設計，再完成正確的實驗操作。
第一步，研究電流與電壓的關系，他們的設計是：保持電阻不變，用改變電池節(jié)數(shù)來改變電池兩端的電壓。（因為學生很容易想到串聯(lián)電池越多電壓越大），于是我說，那你們就按你們的思路去探究，結(jié)果是能得出：電阻一定時，電壓越大，電流越大，卻得不出：電阻一定時，電流與電壓成正比的關系。此時，他們反問：問題出在哪呢？我接著反問：你們怎么知道定值電阻兩端的電壓是在成倍數(shù)的變化呢？學生馬上回答，因為電池是成倍的增加啊，我說，那你們用電壓表測測看，一測發(fā)現(xiàn)電壓并沒隨電池節(jié)數(shù)的成倍增加而成倍增大，學生反問：那怎么辦？有學生很快想到上節(jié)課學到滑動變阻器可以調(diào)節(jié)電壓，立即就串聯(lián)了滑動變阻器上去，結(jié)果，水到渠成，完成了該實驗，而且不用改變電池節(jié)數(shù)?，F(xiàn)在再反問學生這兩種電路設計的區(qū)別在哪，問題在哪，優(yōu)勢在哪，這時老師點撥一下：因為導線也有電阻，學生就會豁然開朗，會心一笑，經(jīng)過一次挫折他們重新設計出探究電流與電壓關系的電路，同時也自行將這段電路從整個電路中分離出來，研究出這段電路中電流與電壓的關系：電阻一定時，電流與電壓成正比的關系。
第二步，研究電流與電阻的關系，起初他們的設計是：保持電池節(jié)數(shù)不變，再改變電阻。（因為學生很容易想到串聯(lián)電池節(jié)數(shù)不變，電壓也不變），很快，有些學生就想到在第一步中出現(xiàn)的問題，于是想到可以用滑動變阻器控制電壓不變，只要在原來的電路圖上改變電阻就行了，并想到如用電阻箱來改變就更好了，因為不僅改變方便，能多次成倍數(shù)改變電阻，并且能知道電阻的值，這樣也更方便找到電流與電阻的更具體的關系。
這樣分兩個實驗電路圖分別設計，分別實驗，避免了照搬照抄，死記硬背的教學模式，實驗從開始設計到實驗障礙，再到改進實驗，總結(jié)規(guī)律，都是學生親身實踐，學生真正理解了：
1.兩步實驗中為何要用滑動變阻器，如何用滑動變阻器？
在研究電流與電壓的關系時，如果不用滑動變阻器，雖然能夠測量出R兩端的電壓和其中的電流，但該電路只能測量出一組電壓和電流的值，而從一組電流和電壓的數(shù)據(jù)是無法找出二者之間的關系的，應該再測幾組電壓和電流，因此就需要改變R兩端的電壓，用滑動變阻器可以成倍地改變R兩端的電壓，簡單方便，當然也可以采用改變電池節(jié)數(shù)的方法，但因為導線有電阻，很難成倍地改變R兩端的電壓，比較下來，當然是用滑動變阻器更方便快捷。同時，滑動變阻器還可以起到保護電路的作用。
2.用控制變量法探究電流I與電阻R之間的關系實驗中，應該如何操作？探究電流I與電壓U之間關系時，應該如何操作？
探究電流I與電阻R之間的關系時，如何保持電壓U不變？即改變定值電阻的阻值的同時，該電阻兩端的電壓就發(fā)生了變化，因此，要及時調(diào)節(jié)滑動變阻器以保持電壓不變，觀察并記錄電流表的示數(shù)隨電阻的變化關系。
探究電流I與電壓U之間關系時，要不斷的改變電壓，即保持定值電阻的阻值不變的同時，要改變電阻兩端的電壓，因此，要及時調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓成倍地變化，觀察并記錄電流表的示數(shù)隨電壓的變化關系。
總之，這樣改進充分發(fā)揮了實驗的作用，降低了教學環(huán)節(jié)中學生遇到問題的難度，調(diào)動了學生的學習興趣和積極性，更深入地理解和掌握了知識。既培養(yǎng)了思維能力，又培養(yǎng)了實驗能力，進一步實現(xiàn)了以教師為主導、學生為主體、思維為核心、能力為目標的教學理念，開闊了學生思路，有效地提高物理教學質(zhì)量。
參考文獻：
1.1 貼近生活。各種家用電器的大量使用，為物理教學提供了豐富的感性材料。如電壓、電流、電磁爐等，學生在日常生活中，觀察和接觸的電現(xiàn)象和應用電的知識的事例，恰當?shù)乩脤W生已有的感性認識及生活經(jīng)驗，通過舉例引導學生提取儲存在頭腦中的印象。教師在課堂上應密切聯(lián)系生活實際，注意身邊的科學，如學生普遍對現(xiàn)代電子信息技術比較感興趣，教師可以針對這一問題，有意識地講述物理知識在電子信息技術中的重要作用等。以日常生活中的電學概念教學，可以增加學生學習的主動性。
1.2 注重實驗。物理學是一門以實驗為基礎的自然學科，物理規(guī)律和理論是以實驗為基礎并驗正的。在物理學里，某些性質(zhì)不同的物理現(xiàn)象都是要通過實驗來驗證的，運用演示實驗或?qū)W生親自做實驗來獲得感性認識，容易更好的集中學生的注意力，培養(yǎng)學生的觀察力，激發(fā)學生的學習興趣。新穎的實驗往往更能吸引學生注意，恰當?shù)貙⒔滩闹械膶嶒灱右园l(fā)展、變化，可以增加學生的好奇心和求知欲。采用演示教學法，在整個教學過程中，教師邊演示、邊提問、邊解答，學生邊觀察，邊考慮問題，把抽象的理論變得具體、生動。使學生在愉悅的教學環(huán)境中，深深感受到學習的趣味性和有用性。
1.3 利用多媒體課件模擬演示。物理概念和原理是比較抽象的，有些現(xiàn)象在傳統(tǒng)的實驗中也是無法展示的，所以僅靠形象、表象和想象對初學者來說是不容易理解和掌握的。但是，利用多媒體課件可以較好地解決這一難點。例如“電流”概念比較抽象，可以利用多媒體模擬電路中電流的流動，看到正電荷從正極向負極運動，這樣將電流轉(zhuǎn)換成電荷的流動，讓本來看不見的電流變成動態(tài)的畫面，將課本中不動的圖形變?yōu)殡姾刹粩嗔鲃拥膭赢嫛Ｗ裱瓕W生的思維由淺入深、由表及里，從具體到抽象，由現(xiàn)象到本質(zhì)的循序漸進的思維過程，可以比較容易地解決這一教學難點。加深學生對電流的感觀認識，從而為建立電流概念打下基礎。
1.4 在公式分析。講解公式時，注重公式推理、得出過程，注重公式的使用條件，主要學習公式的如何使用。這是物理式正確使用的前提，前期學不好，后期無法正確應用。中職學生在初中物理中已學過的部分電路歐姆定律，它只適用于電路中某個導體或某一部分電路的電壓、電流和電阻三者之間的關系?！峨姽せA》中引入了全電路歐姆定律新知識，進一步完善電路中內(nèi)、外電路的電流、電壓（電動勢）和電阻間的關系，使知識由“部分電路”向“全電路”深化和發(fā)展。教學中可以充分利用部分電路歐姆定律的概念和相關知識，引入全電路歐姆定律的概念。如在課本電路中，將全電路分解為外電路和內(nèi)電路兩部分，在外電路中，根據(jù)部分電路歐姆定律可知負載R兩端的電壓降為：U=IR.在內(nèi)電路中，電源電動勢E與內(nèi)阻r的電壓降Ur和電源端電壓的關系是：U=E-Ir。在全電路中，負載兩端電壓U與電源端電壓U相等，且內(nèi)外電路電流相等，則可得：I=E/R+r即為全電路歐姆定律。通過實例的講解，注意強調(diào)部分電路歐姆定律和全電路歐姆定律兩種概念的共同點、不同點以及相互聯(lián)系，使學生對新知識能進一步理解和掌握。
2 提高基礎學力，促進科學素養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展
學力，是指通過學習獲得的能力。物理教育在提高學生科學素養(yǎng)的同時，還要提高學生的學力水平，并使更多的學生對物理產(chǎn)生興趣。學力是教育的內(nèi)核，是學校課程設計的前提。任何一門學科教學的目標大體有四個組成部分：①知識、理解；②技能；③思考力、判斷力；④關系、動機、態(tài)度。前兩部分為顯性學力，后兩部分為隱形學力。就猶如浮在水面上的冰山，浮出水面的僅僅只是冰山一角，而更多的、隱匿在水面下的才是支撐浮出水面部分的基礎，四部分做為一個整體反映了一種學力觀。
物理學主要是研究基本的、普遍的規(guī)律，因此它的一些基本定律和概念就成為了研究很多自然科學的基礎。初中物理學作為一門初中時期的必修課是學生真正接觸物理學的開始，這對學生高中物理乃至更深層的物理學習奠定了一個堅實的基礎。物理學科相較于其他學科具有很強的空間性和實驗性，對于培養(yǎng)學生的空間想象力和動手能力具有重要意義。
一、初中物理教學存在的問題
1.內(nèi)容過于抽象
物理的學習方法有別于語文或者數(shù)學的學習方法，不是像語文那樣進行記憶，也不是像數(shù)學那樣來源于公式的推導，物理是以現(xiàn)實生活中某些現(xiàn)象為研究對象，通過數(shù)學工具來研究某些現(xiàn)象的變化規(guī)律。但是由于初中物理的學習比較簡單，往往是現(xiàn)實生活中某些現(xiàn)象的理想化模型的研究。例如，牛頓第一定律告訴我們，力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因。這對于剛剛學習物理的初中生來說是很難理解的。對于牛頓第一定律的教學既不可以采用語文學習的方法來進行死記，同時更無法采用數(shù)學的公式推導得到牛頓第一定律，因此必須采用物理學習的方法來進行學習。如，對于歐姆定律理解，通過學習僅僅知道歐姆定律描述的是電流、電壓、以及電阻之間的關系，而根據(jù)歐姆定律推導得到的R=U／I，從數(shù)學角度分析就會得出電阻隨著電壓和電流的變化而變化，但是這樣的理解是完全錯誤的。因為電阻是導體特有的屬性，不會隨著電壓和電流的改變而改變。因此筆者認為初中物理教學存在的主要問題之一就是教學內(nèi)容過于抽象，學生對于物理的學習缺乏興趣。
2.實驗教學過少
物理教學中一個非常重要的環(huán)節(jié)就是實驗教學。實驗教學對于初中生理解基本的物理概念和規(guī)律具有重要的意義，同時對于提高初中生的創(chuàng)新能力和動手能力也具有非常重要的意義。初中物理體現(xiàn)了理論與實踐的結(jié)合，但是現(xiàn)實是初中物理教學更多的只是注重基本概念的教學，而忽略了實驗教學的重要性。例如，對于歐姆定律的學習，課本上直接給出了電流、電壓、以及電阻之間的關系，但是對于剛剛接觸電學知識的初中生來說是很難理解的，同時也很難理解電阻是電器元件的固有屬性這樣的一個結(jié)論。采用實驗教學可以提高初中生學習物理的興趣，同時通過實驗，測量出電阻兩端電流和電壓的多組數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析得到歐姆定律也比較合理，這樣的結(jié)論也容易被初中生所接受。許多的學校對于初中物理的教學忽略了實驗教學的重要作用，要么采用語文式的教學模式，讓學生死記這些結(jié)論，要么采用數(shù)學式的教學模式，通過大量的題海去理解公式。其實這些對于初中生真正的理解公式的物理意義，提高初中生的創(chuàng)新能力均是不利的，所以實驗教學過少是初中物理教學存在的重要問題。
二、初中物理教學存在問題的對策
1.抽象概念具體化
初中物理中的許多概念規(guī)律對于初中生來說都比較抽象，例如電阻的概念，密度的概念等。許多物理概念規(guī)律來源于現(xiàn)實生活，因此將抽象的概念規(guī)律具體化對于初中生學習物理是非常重要的。例如，對于平面鏡成像特點，可以用這樣的方法進行講解，“學生拿一面鏡子來自己看看自己，你們發(fā)現(xiàn)鏡中的自己和現(xiàn)實中的自己有什么關系呢?”例如，對于密度的學習，教師可以采用這樣的方式進行講解?！皩W生，你們說一杯水和一桶水誰的質(zhì)量大?”，“同樣體積的水和油，誰的質(zhì)量大?”對于這樣的問題，初中生都可以回答：對于同樣的物質(zhì)，體積越大，質(zhì)量越大；對于同樣體積的水和油，水的質(zhì)量大于油的質(zhì)量。那么接下來學生就會很容易接受質(zhì)量、密度以及體積之間的關系，并且對于理解密度是物質(zhì)固有的屬性這樣一個概念也是容易接受的。
2.完善實驗設施，強化實驗教學
物理是以實驗為基礎的科學，因此對于初中物理的教學必須完善實驗設施，強化實驗教學。實驗作為教學方法的一種基本構(gòu)成因素，是學習物理的基本方法，通過實驗培養(yǎng)學生的觀察能力、綜合分析能力、抽象概括能力、歸納演變能力、邏輯思維能力等，培養(yǎng)學生進行學習和研究的科學素質(zhì)；同時實驗又具有直觀性，通過各種形式的感知，豐富學生的直接經(jīng)驗和感性認識，使學生獲得生動的表象，從而比較全面、客觀地掌握知識，提高認識能力。隨著新課程的改革，物理實驗考查已作為一項不可缺少的內(nèi)容，使物理實驗教學又具有重要的現(xiàn)實意義。特別是初中階段有些問題的結(jié)論不能通過數(shù)學推導直接得到，這時實驗推理就顯得更為重要。例如，牛頓第一定律它的條件是物體在不受外力時的運動情況，這在現(xiàn)實生活中是不可能做到的，但是教師如果能在做這個實驗過程中將小車運動的表面多換幾個，如粗糙毛巾、棉布、木板、玻璃等，通過觀察記錄和比較小車從斜面同一高度下滑時在不同表面上運動的距離遠近，并通過合理的推理就不難概括得出牛頓第一定律，這使得學生更加深刻的理解某些物理概念和定律，同時也學到科學的學習方法。
參考文獻：
[1]樊建安。初中物理課堂教學存在的問題及解決對策[J]。新課程研究一基礎教育，2010，1
在學生學習物理時，首先接觸的就是定律.對于怎樣能學好定律很多學生都會很茫然，也是每個物理教師首要考慮的問題.
在進行一項定律教學時，教師都會有意識的補充大量與這一定律有關的內(nèi)容，這就是所謂的“溯源”教學.任何一個重要物理定律的建立，都會經(jīng)過一個漫長的過程，在探索一個成功的定律，最后這個定律一定能夠得到確立，其中一定離開不科學的研究和正確的思維推理，這是人類一筆寶貴的知識財富，也是我們物理教學不可缺少的寶貴財富.
例如,牛頓萬有引力定律時，我們從第谷對行星進行幾十年的觀測積累的大量第一手資料講起，然后是開普勒在擁有這些數(shù)據(jù)的基礎上，通過大量計算總結(jié)出描寫天體運動的經(jīng)驗規(guī)律（開普勒三定律），最后才是牛頓用定量的動力學原理對這些規(guī)律予以解釋，終于發(fā)現(xiàn)了對天上、地上的物體具有普遍意義的萬有引力定律.在學習牛頓萬有引力定律的過程中，我們還著重向?qū)W生介紹了“歸納法”、“理想化”和“間接驗證”三種科學研究的重要方法.
在學習歐姆定律時，很多學生開始時都以為研究導體電流和導體兩端的電壓之間的關系是不困難，只要用電流表、電壓表再加電源和可變電阻器等組成電路即可.可是在歐姆那個年代，非但沒有電流表、電壓表等儀器，連電壓、電流和電阻的定義和單位都沒有，歐姆面臨的困難之大是可想而知的.他到底是怎樣得到這個電學中最重的定律的呢？頓時讓學生對此產(chǎn)生了濃厚的興，在學習歐姆定律如何誕生的過程時，我們還結(jié)合歐姆的實踐，介紹了用圖線探新規(guī)律的方法.
通過一系列系統(tǒng)的學習，讓學生掌握一些重要的科學研究方法，有些學生在得到深刻體會時說到：學好物理定律是寶貴的，但搞懂研究物理定律的科學方法更寶貴，掌握了這些科學的研究方法，就能探索出大自然層出不窮的奧秘.
物理本就是一門自然學科，它的規(guī)律都是通過對生活中的一些現(xiàn)象觀察和在實驗的基礎上，認真思考總結(jié)得出來的.
二、習題研究教學法
不論是教師還是學生，在習題練習上都花費了大量的時間，物理習題教學也是物理課堂教學的重要組成部分之一.因此，習題教學的改革是一個非常重要的問題.想要培養(yǎng)學生具有良好的理解、分析、推理等能力，在做我們要求學生物理習題時就應該有目的性的習題來進行練習.
1.圍繞解題方法做習題
課本上一般都是按照力、熱、電、光等系統(tǒng)性的順序來講解，但是當我們講解習題時，應該圍繞解題方法分類來講解物理練習題.例如,對稱法、圖象法等等，這樣有系統(tǒng)的劃分和分類集中把一些重要的解題方法，在學習到某個階段的時候，集中將一批解題方法相同的習題安排給學生練習，使他們深刻的記牢這個解題方法.在以后的學習中遇到這種題類，能夠應用自如.
2.階梯練習法
階梯練習主要是幫助學生掌握一些難度高的題類比較有效.例如,在學生遇到一道難題不會做時，老師不應該直接告訴他們應該怎么去做，這時應該通過課堂講解一些題型相同，但難度較小的讓他們做做.或者講解一道內(nèi)容完全不同，但解題方法相似的題給他們?nèi)ダ斫?，直到學生領悟出這道難題應該怎樣解為止.這樣讓學生一步一步自己往上爬，通過自己的努力提高學習的水平，比被動地聽老師講解效果要好得多.
1.引言
國家高考物理科考試大綱明確提出考生應具備的第四種能力“應用數(shù)學處理物理問題的能力：能夠根據(jù)具體問題列出物理量之間的關系式，進行推導和求解，并根據(jù)結(jié)果得出物理結(jié)論，能運用幾何圖形、函數(shù)圖像進行表達、分析”，這里所要考查的就是要有靈活運用數(shù)學方法處理物理問題的能力。所謂數(shù)學方法，就是在科學技術工作中，把客觀事物的狀態(tài)關系和過程用數(shù)學語言表達出來，進行推導、演算和分析，以形成對問題的判斷、解釋和預言的方法。下面就以電磁學為例談談幾種數(shù)學方法在高中物理電磁學中的應用。
2.函數(shù)法
在電磁學問題中，經(jīng)常需要確定兩個物理量間的變化所對應關系（包括極值問題），這就需要利用函數(shù)思想來完成，同時函數(shù)也是進行物理推導判斷的重要數(shù)學工具。在高中物理電磁學中主要用到的是一次函數(shù)、一元二次函數(shù)和三角函數(shù)。
2.1一次函數(shù)的應用
在電磁學問題中用到的一次函數(shù)有形如y=ax或y=ax/（ax+b）a≠0，b≠0形式。一次函數(shù)y=ax描述的是y與x之間呈線性關系，比如在靜電場中討論F與E、U與d、Q與U等兩個量間的關系用的就是這種函數(shù)。
觀察函數(shù)y=ax/（ax+b（a≠0，b≠0））不難發(fā)現(xiàn)，分子分母都有未知量x（自變量），如果x增加（減?。?，則分子、分母都同時增加（減?。?，這樣無法確定因變量y的變化情況。但是如果把分子、分母都同時除以x，函數(shù)就變?yōu)閥=a/（a+b/x）關系就非常明朗了，y隨x的增大而增大，y隨x的減小而減小。這種一次函數(shù)在討論閉合電路中路端電壓隨外電阻變化等類似問題中經(jīng)常有用到。
例1：設一個閉合電路中，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，外電路為純電阻電路電阻為R，路端電壓為U外，試討論當R發(fā)生變化時，U外如何變化？
分析與解：這類問題既可用閉合電路歐姆定律E=U外+Ir（間接法，較易，本文不做討論）求解，也可用部分電路歐姆定律（直接法）求解。如果用直接法如何討論呢？根據(jù)部分電路歐姆定律有U外=IR①，又由閉合電路歐姆定律有I=E/（R+r）②，把②代入①有U外=ER/（R+r），這就轉(zhuǎn)化成了形如一次函數(shù)y=ax/（ax+b），故U外=ER/（r+R）=E/（1+r/R）可見U外隨R的增大而增大，隨R的減小而減小。因此當外電路斷開即R∞時，有U外=E，此為直接測量法測電源電動勢的依據(jù)；當外電路短路時即R0，故。U外=0。
2.2一元二次函數(shù)的應用
在處理外電路為純電阻電路中電源輸出功率隨外電路電阻變化規(guī)律以及討論滑動變阻器分壓接法電路中■或■示數(shù)變化情況等類似問題，可以把電阻這個動態(tài)變化物理量轉(zhuǎn)化成二次函數(shù)y=ax2+bx+c形式，將這個函數(shù)進行配方整理有：y=a（x+b/2a）2-（4ac-b2）/4a，可見當x=-b/2a時，y有最值（4ac-b2）/4a。當a>0時，y有最小值，當a
例2：如圖1所示，電源電動勢E=6V，內(nèi)阻為r=1？萃，滑動變阻器R的總阻值為11？萃，固定電阻R0=3？萃，求當滑動變阻器從a到b過程中，■的讀數(shù)范圍。
分析與解：令■讀數(shù)I，并設ap部分電阻為x，則pb部分電阻為11-x，根據(jù)閉合電路歐姆定律及并聯(lián)電路的電流分配關系：I=6/（R并+11-x+r）×3/（x+3）=18/（-（x-6）2+72）
可見當x=0時，Imax=0.5A，x=6？萃時，Imax=0.25A，故■示數(shù)范圍為從0.25A到0.5A連續(xù)變化
3.不等式法
不等式可用在半定量討論、推斷及求解極值問題，如在討論等量同種電荷中垂線上場強大小變化、某些并聯(lián)電路中■或■示數(shù)變化以及在兩大小材料均相同的同種電荷接觸后放回原處過程中庫侖力大小變化問題中，如果條件滿足均可以運用重要不等式a+b≥2■（a、b均為正數(shù)）或a+b+c≥33■討論最值：當和有定值，則積有最大值；反之當積有定值，則和有最小值。
例3.如圖3所示，已知R1=2？萃，R2=3？萃，滑動變阻器的最大值R3=5？萃，則當滑動片P從a滑到b過程中，電流表示數(shù)的最小值為多少？
分析與解：由閉合電路歐姆定律可知電流表示數(shù)有最小值時，外電路電阻有最大值，設ap部分電阻為x，則bp部分為5-x，1/R并=1/（2+x）+1/（3+（5-x）），化簡可得R并=（2+x）（8-x）10，令a=2+x，b=8-x，而a+b=10，故當且僅當a=b即2+x=8-x亦即x=3？萃時ab≤（a+b）/4，故有（2+x）（8-x）≤（102/4）？萃=25？萃，所以■示數(shù)最小值Imin.=2A。
4.幾何法
在處理靜電場中某帶電體受到庫侖力、重力、拉力等三個共點力的動態(tài)平衡問題時，如果直接運用平衡條件結(jié)合力的分解（正交分解）處理該類問題，過程非常繁瑣，這里可充分運用帶電體（質(zhì)點）所受力的矢量三角形與對應另一個由長度組成的純標量三角形相似，這就是應用了平衡條件中相似三角形法，然后根據(jù)題目條件可在短時間內(nèi)快速準確解決要討論的問題。
例5：一根絕緣細線下拴一帶電小球A，細線上的上端固定在天花板上，在懸點正下方某適當位置，固定另一帶同種電荷小球B，A靜止時，懸線與豎直方向成θ角，如圖6所示。現(xiàn)緩慢增加B的帶電量使θ角逐漸增大，則有關A球所受力的變化，下列說法正確的是（ ）
A.懸線的拉力大小不變 B.懸線拉力逐漸增大
C.庫侖力逐漸增大 D.庫侖力大小可能不變
分析與解：設懸線長為L，如圖7所示，掛在細線下端的小球在重力、細線拉力和電荷之間的庫侖斥力這三個力的作用下處于平衡狀態(tài)。由平衡條件的相似三角形可知：OAB～ACD，即L/G=L/F=AB/F，可見細線的拉力T=G不變，而庫侖力隨著AB的增大而增大。故本題正確答案為AC。
6.結(jié)論
數(shù)學方法在高中物理電磁學中應用廣泛而且巧妙，本文主要描述了函數(shù)法、不等式法、圖象法及幾何法，但有時在解決某些復雜電磁學問題時可能要用到上述這些方法中的兩種或兩種以上，甚至還可能用到其它方法如極限法。因此，在解題時可通過聯(lián)想、數(shù)理結(jié)合、數(shù)形結(jié)合來靈活地選擇合適的數(shù)學方法來解決電磁學問題，這將對提高解決電磁學問題的能力大有裨益。
【參考文獻】
[1]鄭表岳.《中學物理解題方法》.上?？萍冀逃霭嫔?，1992年9月
歸納推理與演繹推理不同，演繹推理是由一般到個別，即從一般性的結(jié)論判斷出發(fā)，推之于個別也具一般事物的那種特性；歸納推理是由個別到一般，由觀察實驗研究發(fā)現(xiàn)找到個別事物有某種特性，而這個別事物的同類，也具有那種特性，那么這同類事物就具有那種特性了。而對比（比較）是確定現(xiàn)實對象及其現(xiàn)象異同的一種思維過程；概括是把比較中抽取出來的本質(zhì)特點進行綜合。
物理教學中要善于從形式和本質(zhì)兩方面引導學生認知物理現(xiàn)象或物理知識的相似點與差異點，以培養(yǎng)對比、概括能力。我們在進行物理概念教學時，就常用異中求同法。如通過火車在軌道上行駛，飛機在高空飛行，蟲子在地上爬行，人在路上行走等各種運動形式中，找出其共同點：一個物體相對另一物體的位置發(fā)生了變化，從而概括出“機械運動”的概念。亦可在學了有關時間與時刻，路程與位移，電壓、路端電壓、電勢、平衡力、作用力與反作用力，動通定理、動量定律，機械守恒定律、動量守恒定律以后，用圖表進行對比。
二、聯(lián)系實際，培養(yǎng)分析綜合能力
分析和綜合是思維的基本過程。分析是把整體分解為部分，把復雜的事物分解為最簡單的要素，然后分別加以研究的一種思維方法。綜合則是把對象的各個部分、各個方面和各種因索聯(lián)系起來的一種思維方法。例如在力學中，研究物體的運動狀態(tài)和所受的外力（即與其他物體的相互作用）的關系時，問題就比較復雜，學生普遍感到很不易掌握。但如果用“隔離法”進行分解教學，首先把要研究的對象和其對象（物體）“隔離”開來，而后逐一分析，從各個側(cè)面去分析該物體收到其他物體的作用力的性質(zhì)（重力、彈力、摩擦力等），求出合力；再研究物體的質(zhì)量和所受的合力與外力的關系，從而得到“一個物體運動的速度的變化率和外力成正比”的結(jié)論。這便是力學研究中常用的分析法。
中職年齡階段，是學生的世界觀、人生觀逐漸形成時期。而在物理學科中所蘊藏的大量德育因素，作為物理教師，除了使學生掌握物理知識和提高能力之外，還應該通過物理學科特點對學生進行德育滲透，逐漸形成辯證唯物主義的科學世界觀，掌握認識世界的科學方法，形成良好的品德。
一、將動人的物理學家艱苦奮斗事跡融入課堂，激勵學生勤奮學習
物理學家那實事求是的態(tài)度、百折不撓的堅強意志、刻苦鉆研和探索的精神、只講奉獻不圖索取的美德等無數(shù)事例和軼事，都是向?qū)W生進行教育的好教材。歐姆定律是電學中的重要規(guī)律，在講解歐姆定律時，首先向?qū)W生介紹德國的物理學家歐姆，得到這個結(jié)論是不容易的，經(jīng)歷了10多年的辛勤勞動，做了大量實驗，才總結(jié)出這個定律。同時，介紹學生課后閱讀文章后的“歐姆堅持不懈的精神”，對學生進行教育和激勵。講到電磁感應定律時，介紹法拉第刻苦自學，經(jīng)過十年的反復實驗，終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律。英國科學家焦耳花費近40年時間，以400多次實驗為代價，才得出熱功當量的物理理論。等等。
教師把這些動人的故事有機地融入物理教學中，這些物理學家艱苦奮斗事跡對于培養(yǎng)學生質(zhì)疑、求實、進取、創(chuàng)新、正直、嚴謹?shù)木瘢囵B(yǎng)學生的科學態(tài)度，逐步培養(yǎng)學生勤學善思和積極上進的品德。這樣才能塑造學生良好的品質(zhì)，使他們在面對困難和挫折時具有堅強的意志和積極樂觀的態(tài)度。
二、課堂中適時介紹相關物理發(fā)展史，激發(fā)學生的愛國熱情
在物理教學中適時滲透愛國主義教育，介紹我國古代對科學技術的卓越貢獻和現(xiàn)代科技的偉大成就。
在古代，比如戰(zhàn)國時期，《墨經(jīng)》里面有大量的物理知識，包括“杠桿原理”和“浮力理論”；還有聲學和光學的知識，等等。再有《夢溪筆談》，記載指南針的發(fā)明與應用，不僅在我國古代軍事、生產(chǎn)、日常生活中起過重要作用，且對促進東西方文化的交流和世界的發(fā)展都有功績。還有《齊民要術》、《考工記》、《天工開物》等等著作中有關科學技術的論述，在當時都處于遙遙領先的地位。我國古代的發(fā)明創(chuàng)造更是舉不勝舉，如回音壁，地動儀，小孔成像、色散等的論述，無不閃耀著我國勞動人民智慧的火花。這些充分體現(xiàn)了我們祖先的聰明和才智，值得每一位炎黃子孫感到驕傲和自豪。
我國近代著名“中國的導彈之父”錢學森，他所涉及的學術領域十分廣泛，尤其是對我國火箭導彈和航天事業(yè)的迅速發(fā)展作出了重大貢獻。在近十年來，2003年、2005、2008年我國先后成功發(fā)射“神州5號”、“神州6號”和“神州7號”，標志我國航天技術進入國際先進水平。2009年國慶大閱兵，展現(xiàn)我國經(jīng)濟、軍事、航天、科技都取得了輝煌的成就……等等這些令每一位華人振奮。
通過對我國歷史上有關科學家的發(fā)明創(chuàng)造和我國現(xiàn)代科學技術的偉大成就的事實，培養(yǎng)了學生的民族自信心、自豪感、責任感，樹立了為民富國強而艱苦奮斗精神，激發(fā)了學生的愛國熱情，激勵學生為祖國刻苦學習的雄心壯志。
三、培養(yǎng)科學的態(tài)度和良好的品德
將科學態(tài)度和品德教育滲透到教學活動中，注重點滴培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和良好的品質(zhì)，要把德育教育滲透到每一節(jié)課當中。例如：在力學部分的一系列分組實驗中，培養(yǎng)學生科學嚴肅、實事求是的科學態(tài)度和愛護儀器到愛護公物的良好品德。在自由落體、牛頓定律、奧斯特實驗、安培分子電流假說、法拉第電磁感應定律等課的教學中，講述科學家的故事，培養(yǎng)學生勤于思考、勇于進取、鍥而不舍、刻苦學習的精神。在萬有引力一課的教學過程中講解萬有引力定律的揭示過程及其重大意義，培養(yǎng)學生相信科學、熱愛科學，為認識自然、發(fā)展自然而獻身的精神。
四、鉆研教材，充分挖掘物理教材中的德育因素
物理教學大綱中明確指出，在教學中要注意培養(yǎng)學生學習物理的興趣；要重視科學態(tài)度和科學方法的教育；要鼓勵獨立思考和創(chuàng)造精神。教師要認真鉆研教材，挖掘出教材中德育的內(nèi)在因素，還應廣泛學習，博覽群書，以掌握進行德育教育的豐富素材和大量知識，以便把它轉(zhuǎn)化為課堂教育的實踐。在教材中有些是明顯的德育內(nèi)容，更要充分的加以利用。例如：在課文中、插圖中、習題中、閱讀材料中都提到了哪些我國古代和現(xiàn)代的科技發(fā)明、成就？哪些物理學家的名字？哪些不朽的物理著作？哪些可進行辯證唯物主義教育？哪些可以培養(yǎng)學生科學態(tài)度和科學方法？哪些可以激發(fā)學生學習興趣？等等。通過物理教學，學生在學習有關物質(zhì)最普遍的運動形式和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的知識中，受到觀察、實驗、物理思維等等優(yōu)良品質(zhì)的熏陶。及時抓住時機，適時進行德育滲透。
五、介紹物理知識與生產(chǎn)生活的密切關系，激勵學生學好知識、服務社會的決心
